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雌性大鼠在急性应激后仍保留目标导向的行动序列规划能力,但规划结构和执行模式发生改变
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Neurobiology of Learning and Memory 2.2
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为解决应激如何影响目标导向(goal-directed)与习惯性(habitual)行为整合的问题,研究人员通过两阶段决策任务探究雌性Long Evans大鼠在急性束缚应激下的序列行动规划。研究发现应激虽未破坏行为宏观结构,但导致行动序列重复倾向增强、探索行为减少,并延迟了反应间期。该研究揭示了应激对决策层级控制的特异性影响,为理解动态环境中认知资源分配机制提供新视角。
在充满压力的环境中,生物体常常面临一个关键抉择:是耗费认知资源进行精细的目标导向(goal-directed)规划,还是依赖自动化的习惯(habit)来快速应对?这个问题在神经科学领域被称为"目标导向与习惯的双系统理论",传统观点认为两者是相互竞争的关系。然而近年研究发现,这两种行为模式可能通过层级结构(hierarchical control)协同工作——就像驾驶汽车时,既需要宏观规划路线(目标导向),又能自动化完成换挡等操作(习惯)。这种整合机制在动态决策中尤为重要,但急性应激(acute stress)如何影响这种精妙的协作仍是个谜。
美国佛蒙特大学心理科学系的Russell Dougherty团队在《Neurobiology of Learning and Memory》发表的研究,首次系统考察了雌性Long Evans大鼠在急性束缚应激下的层级决策机制。研究人员设计精巧的两阶段任务(two-stage task),通过包含探测试验(probe trials)的实验范式,区分了大鼠是采用"行动组块化"(action chunking)的序列习惯,还是逐步评估的离散决策。实验特别关注应激对行为宏观结构(整体任务表现)和微观结构(反应延迟、序列完整性)的差异化影响。
关键技术包括:1)两阶段决策行为范式,含R1
/R2
选择序列和探测试验设计;2)60分钟急性束缚应激模型;3)16只雌性Long Evans大鼠的纵向行为追踪;4)强化学习模型分析行动序列的组块化程度;5)反应时和正确率的跨条件比较。
【Subjects】
研究使用16只雌性Long Evans大鼠,通过严格的训练使大鼠掌握两阶段任务的行动-结果(action-outcome)关联,为后续应激干预建立基线。
【Intermixed discrimination training】
训练数据显示大鼠能快速掌握任务规则,最终正确率达93.27%,证实实验设计的可行性。方差分析(ANOVA)显示训练效果显著(F(2,30)=7.98, p=0.002)。
【Block 1】
基线期数据分析发现,前次试验的奖励对当前选择呈显著负向影响,表明大鼠采用目标导向的试错学习策略。
【Discussion】
核心发现有三方面:首先,应激状态下大鼠仍保持目标导向的序列规划能力,但表现出更强的行动序列重复倾向,反映应激诱导的探索行为减少。其次,应激虽未改变行为宏观结构,但显著增加反应间期,破坏行动序列的微观完整性。最后,通过探测试验证实,大鼠将R1
→R2
等序列作为"组块"执行,且这种习惯性模式在应激后更显著。
这些发现革新了对应激认知效应的理解:1)挑战了传统双系统竞争理论,证明目标导向和习惯可在层级框架下共存;2)揭示应激对决策不同层级的差异化影响——保留宏观规划但改变微观执行;3)提出雌性大鼠的应激反应可能受任务激励结构和注意需求调节。研究为焦虑障碍等应激相关疾病的治疗靶点开发提供了新思路,特别强调考察行为微观结构变化的重要性。未来研究可进一步解析前额叶-纹状体环路在层级控制中的具体作用机制。
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